聚碳硅烷原位自生增强钛基复合材料的组织及性能

发布时间：2020-12-30 20:10

　　以低氧氢化脱氢钛粉和陶瓷先驱体聚合物聚碳硅烷（PCS）为原料,通过粉末冶金工艺原位自生制备高强高塑钛基复合材料,探究了PCS的引入对钛基复合材料的控氧效果、烧结致密化过程、基体显微组织和力学性能的影响规律。结果表明:采用湿混包覆工艺可以将PCS包覆于Ti粉表面,有效控制材料制备过程中的氧增,其中制备的Ti-1.0%PCS（质量分数,下同）复合材料的氧质量分数为0.21%～0.24%,显著低于未经处理的CP-Ti样品（0.36%～0.41%）。在烧结过程中,PCS受热分解并与Ti基体原位反应生成TiC颗粒,弥散分布在基体中,而Si元素则固溶于Ti基体。PCS的引入对Ti基体的性能具有明显的改善作用,经1200℃/2 h烧结制备的Ti-1.0%PCS复合材料致密度达到98.4%,洛氏硬度为37.1 HRC,屈服强度为544 MPa,抗拉强度为650 MPa,延伸率为14.5%,其综合性能指标显著优于CP-Ti样品。 

【文章来源】：稀有金属材料与工程. 2020年04期 北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

原料氢化脱氢钛粉包覆处理前后粉末形貌

HDH Ti粉和1.0%PCS@Ti复合粉末的红外光谱

图3为不同烧结温度对CP-Ti和Ti-1.0%PCS复合材料致密度和硬度的影响曲线。随着烧结温度的提高，CP-Ti和Ti-1.0%PCS复合材料的致密度均随之提高；而在相同的烧结温度下，Ti-1.0%PCS复合材料的致密度高于CP-Ti样品。其中当烧结温度为1200℃时，Ti-1.0%PCS复合材料的致密度为98.4%，高于CP-Ti样品的97.6%。而当烧结温度升高到1300℃时，Ti-1.0%PCS和CP-Ti样品的致密度分别达到99.1%和98.8%。此外，从图中可以看出，2种材料的硬度随温度的变化规律一致。随烧结温度的提高，2种材料的硬度均不断增大，并于1200℃达到峰值，其中Ti-1.0%PCS复合材料的硬度达到37.1 HRC，明显高于CP-Ti样品的24.6 HRC，硬度提高了约51%。若继续升高烧结温度，2种材料的硬度均略有降低。2.3 烧结体的显微组织

【参考文献】：
期刊论文
[1]原位自生（TiC+TiB）/Ti6Al4V复合材料摩擦磨损性能研究（英文）[J]. 白雪,金云学,卢璇,陈亚楠.  稀有金属材料与工程. 2018(12)
[2]新型医用钛合金材料的研发和应用现状[J]. 于振涛,余森,程军,麻西群.  金属学报. 2017(10)
[3]Ti6Al4V表面激光熔覆原位自生TiC颗粒增强钛基复合材料及摩擦磨损性能[J]. 张松,张春华,吴维,王茂才.  金属学报. 2001(03)



本文编号：2948235